特開 2023-145112 プラズマ処理用マスクおよびプラズマ処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023145112

(43)【公開日】2023-10-11

(54)【発明の名称】プラズマ処理用マスクおよびプラズマ処理方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20231003BHJP

   H05H 1/24 20060101ALI20231003BHJP

   B01J 19/08 20060101ALI20231003BHJP

【ＦＩ】

G06F3/041 460

H05H1/24

B01J19/08 H

G06F3/041 660

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022052404

(22)【出願日】2022-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】000237592

【氏名又は名称】株式会社デンソーテン

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山根 正次

(72)【発明者】

【氏名】奥野 旭

【テーマコード（参考）】

2G084

4G075

【Ｆターム（参考）】

2G084AA07

2G084BB11

2G084FF31

2G084FF39

4G075AA30

4G075AA61

4G075BA05

4G075CA03

4G075CA47

4G075DA02

4G075EA06

4G075EB41

4G075FA01

4G075FA12

4G075FB01

4G075FB02

4G075FB12

4G075FB13

(57)【要約】

【課題】処理対象物を破損させることなく且つ短時間で、処理対象物の表面（例えば処理対象物の表面コート層）に対して改質及び除去の少なくとも一方を行うことを可能とするプラズマ処理用マスクを提供する。
【解決手段】プラズマ処理用マスクは、処理対象物のプラズマ処理領域に対応した開口部と、冷却用気体を流すための流路と、を備える。前記流路の流出口は、前記開口部に連通される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理対象物のプラズマ処理領域に対応した開口部と、
冷却用気体を流すための流路と、を備え、
前記流路の流出口は、前記開口部に連通される、プラズマ処理用マスク。

【請求項2】

前記処理対象物は、表面コート層を含む表示パネルである、請求項１に記載のプラズマ処理用マスク。

【請求項3】

前記流路に段差部が設けられている、請求項１又は請求項２に記載のプラズマ処理用マスク。

【請求項4】

前記流路を複数備える、請求項１～３のいずれか一項に記載のプラズマ処理用マスク。

【請求項5】

ヒートシンクをさらに備える、請求項１～４のいずれかに記載のプラズマ処理用マスク。

【請求項6】

前記開口部の少なくとも一部が前記流出口と前記ヒートシンクとの間に位置する、請求項５に記載のプラズマ処理用マスク。

【請求項7】

前記ヒートシンクは複数のフィンを備え、
前記複数のフィンは、前記流出口からの前記冷却用気体の流出方向に沿って延びる、請求項６に記載のプラズマ処理用マスク。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか一項に記載のプラズマ処理用マスクを前記処理対象物に設置する工程と、
前記プラズマ処理領域にプラズマを照射する工程と、
を備える、プラズマ処理方法。

【請求項9】

前記処理対象物に応じてプラズマの照射回数を変更する、請求項８に記載のプラズマ処理方法。

【請求項10】

要求される処理時間に応じて、前記流路に供給される前記冷却用気体の供給時間及び流量を変更する、請求項８又は請求項９に記載のプラズマ処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、処理対象物の表面コート層に対して改質及び除去の少なくとも一方を行うプラズマ処理に関する。

【背景技術】

【0002】

ナビゲーション装置、オーディオ装置、テレビ受信装置等を操作するために用いられる表示装置が車両に搭載される。

【0003】

従来、車両に搭載される表示装置では、音量調整用等のエンコーダー部品がベゼルに配置されていた（例えば特許文献１参照）。ベゼルを有する表示装置では、図１に示す部分断面図のように、エンコーダー部品１０１は、ベゼル１０２に対向して配置される回路基板１０３に半田１０４によって接続される。

【0004】

しかし、車両に搭載される表示装置では、近年、静電タッチパネルである表示パネルを搭載し、ベゼルを有さない構成が主流である。ベゼルを有さない表示装置では、例えば、図２に示す部分断面図のように、エンコーダー部品２０１は、静電タッチパネル２０２Ｂを含む表示パネル２０２の表面に接着剤２０３によって固定される。なお、エンコーダー部品２０１には、例えば、エンコーダー部品２０１と他の部品との電気的接続を確立するために用いられるＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）が接続される。

【0005】

表示パネル２０２は、静電タッチパネル２０２Ｂ以外に、液晶層２０２Ａ、反射防止用樹脂層２０２Ｃ、ガラス２０２Ｄ、及び表面コート層２０２Ｅを含む。ガラス２０２Ｄの表面には化学強化処理が施されている。表面コート層２０２Ｅの一例としては、例えばＡＧ（Anti-Glare）層、ＡＲ（Anti-Reflective）層、及びＡＦＰ（Anti-Finger Print）層がガラス２０２Ｄに近い側からＡＧ層、ＡＲ層、及びＡＦＰ層の順で積層された構造体を挙げることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１９－２０２５５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

静電タッチパネルを含む表示パネルの表面には、指紋付着を防止する表面コート層が設けられている。表面コート層は、接着剤がつかない成分で構成されている。したがって、接着剤をつける部位では、表面コート層を取り除く必要がある。

【0008】

表面コート層を取り除く方法としては、表面コート層を形成する際に表示パネルの表面を部分的にマスキングする方法が考えられる。しかしながら、表面コート層を形成する際に表示パネルの表面を部分的にマスキングする方法を採用した場合、コストが大幅に増加してしまう。

【0009】

そのため、コスト低減の観点から、接着剤をつける部位の表面コート層を接着前にプラズマ処理で改質する方法を採用することが望ましい。

【0010】

プラズマ処理ではプラズマを処理対象物に照射すると、熱が発生する。したがって、プラズマを処理対象物に長時間照射すると、処理対象物が破損するおそれがある。

【0011】

例えばＡＢＳ樹脂のような一般的な処理対象物であれば短時間のプラズマ照射で表面改質が可能である。しかしながら、表面コート層のように表面改質に高エネルギーが必要となる場合、長時間のプラズマ照射が必要になり、処理対象物の高温化を回避できない。そのため、処理対象物が破損しないように、プラズマ照射を複数回に分けて実施し、処理対象物の温度を下げる時間を設ける必要が生じて、生産性が低下するという問題がある。

【0012】

本発明は、上記課題に鑑みて、処理対象物を破損させることなく且つ短時間で、処理対象物の表面（例えば処理対象物の表面コート層）に対して改質及び除去の少なくとも一方を行うことを可能とするプラズマ処理用マスクおよび当該プラズマ処理用マスクを用いたプラズマ処理方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

例示的な本発明のプラズマ処理用マスクは、処理対象物のプラズマ処理領域に対応した開口部と、冷却用気体を流すための流路と、を備える。前記流路の流出口は、前記開口部に連通される。

【発明の効果】

【0014】

例示的な本発明によると、処理対象物を破損させることなく且つ短時間で、処理対象物の表面（例えば処理対象物の表面コート層）に対して改質及び除去の少なくとも一方を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】ベゼルを有する表示装置の部分断面図

【図2】ベゼルを有さない表示装置の部分断面図

【図3】第１実施形態に係るプラズマ処理用マスクの上面図

【図4】第１実施形態に係るプラズマ処理用マスクの断面図

【図5】第１実施形態に係るプラズマ処理用マスクを用いたプラズマ処理方法の概略を示すフローチャート

【図6】第１実施形態に係るプラズマ処理用マスクを処理対象物に設置された状態を示す図

【図7】プラズマヘッドから処理対象物のプラズマ処理領域にプラズマが照射されている状態を示す図

【図8】プラズマヘッドの移動方向を示す図

【図9】処理対象物が空冷されている状態を示す図

【図10A】空冷が有る場合の処理対象物の温度特性と空冷が無い場合の処理対象物の温度特性とを示す図

【図10B】空冷が有る場合の処理対象物の温度特性と空冷が無い場合の処理対象物の温度特性とを示す図

【図11】冷却時間及び冷却用気体の流量と空冷後の処理対象物の温度との関係を示す図

【図12】第２実施形態に係るプラズマ処理用マスクの上面図

【図13】第２実施形態に係るプラズマ処理用マスクの断面図

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0017】

＜第１実施形態＞
図３は、第１実施形態に係るプラズマ処理用マスクの上面図である。図４は、図３に示すＡＡ切断面で切断した場合の第１実施形態に係るプラズマ処理用マスクの断面図である。

【0018】

本実施形態のプラズマ処理用マスク１は、第１熱伝導部材２と、第２熱伝導部材３と、ライナー４と、を備える。

【0019】

第１熱伝導部材２及び第２熱伝導部材３の材質は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などの熱伝導率が高い金属とする。これにより、処理対象物から熱を効率よく逃がすことができる。

【0020】

ライナー４の材質は、適度な柔軟性をもつウレタン、シリコーン等のゴム系樹脂材とする。これより、プラズマ処理用マスク１との接触によって処理対象物に傷がつくことが防止でき、且つ、処理対象物との密着性を向上させプラズマが漏れだすことが防止できる。なお、ライナー４として用いられるゴム系樹脂材には、アルミナ等の熱伝導フィラーが混合されていることが望ましい。熱伝導フィラーが混合されていると、処理対象物からの熱を効率よくライナー４を介して第２熱伝導部材３に伝導することができる。

【0021】

プラズマ処理用マスク１は、第１熱伝導部材２、第２熱伝導部材３、及びライナー４が上下方向に積層された構造である。さらに、プラズマ処理用マスク１は、処理対象物のプラズマ処理領域に対応した開口部５を備える。

【0022】

開口部５は、処理対象物として円筒状部材を想定しているため、上面視でＣ型形状の開口である。なお、開口部５の形状は、Ｃ型形状に限定されることはなく、処理対象物の形状に合わせて適切な形状にすればよい。

【0023】

また、第１熱伝導部材２及び第２熱伝導部材３が上下方向に積層されることで、第１熱伝導部材２及び第２熱伝導部材３それぞれに設けられた溝によって２つの流路６及び７がプラズマ処理用マスク１に形成される。すなわち、プラズマ処理用マスク１は、流路６及び７を備える。流路６及び７は、冷却用気体を流すための流路である。冷却用気体としては、例えば空気を挙げることができる。ただし、冷却用気体は、空気以外の気体であってもよい。

【0024】

本実施形態とは異なり流路を単数とすることも可能であるが、本実施形態のように流路を複数設けることで、処理対象物のプラズマ処理領域が広範である場合でも処理対象物全体の温度分布を抑えた冷却が可能となる。なお、流路を複数設ける場合、流路の個数は、２個に限定されることはなく、３個以上であってもよい。

【0025】

流路６の流出口６１及び流路７の流出口７１は、開口部５に連通される。これにより、流路６の流入口６２及び流路７の流入口７２に冷却用気体を導入することによって、冷却用気体が開口部５に吹き出される。この冷却用気体によって処理対象物の温度上昇が抑制される。したがって、プラズマ処理用マスク１を用いることで、処理対象物を破損させることなく且つ短時間で、処理対象物の表面コート層に対して改質及び除去の少なくとも一方を行うことが可能となる。

【0026】

プラズマ処理用マスク１では、流路６に段差部６３が設けられており、流路７に段差部７３が設けられている。段差部６３によって流出口６１を上下方向の所望位置に配置することが容易になり、段差部７３によって流出口７１を上下方向の所望位置に配置することが容易になる。

【0027】

プラズマ処理用マスク１では、流出口６１及び７１の上下方向位置を処理対象物の近傍にしている。これにより、冷却用気体の吹き付けによる処理対象物の冷却が効率よく行われる。

【0028】

第２熱伝導部材３は、ヒートシンク８を備える。すなわち、プラズマ処理用マスク１は、ヒートシンク８を備える。ヒートシンク８は、処理対象物に発生する熱を大気中に放出させる。ヒートシンク８によって処理対象物の温度上昇がより一層抑制される。

【0029】

プラズマ処理用マスク１では、開口部５の一部が流出口６１とヒートシンク８との間に位置し、開口部５の一部が流出口７１とヒートシンク８との間に位置する。このような配置によって、冷却用気体は、処理対象物の冷却のみならずヒートシンク８の冷却にも寄与する。したがって、冷却用気体の効率的な利用が可能となる。

【0030】

次に、プラズマ処理用マスク１を用いたプラズマ処理方法について説明する。図５は、プラズマ処理用マスク１を用いたプラズマ処理方法の概略を示すフローチャートである。

【0031】

まず初めに、作業者がプラズマ処理用マスク１を処理対象物９に設置する（ステップＳ１）。プラズマ処理用マスク１の処理対象物９への設置が完了すると、プラズマ処理用マスク１及び処理対象物９は図６に示す状態になる。処理対象物９は、例えば、表面コート層９Ｅを含む表示パネルである。表面コート層９Ｅを含む表示パネルの一例としては、液晶層９Ａ、静電タッチパネル９Ｂ、反射防止用樹脂層９Ｃ、ガラス９Ｄ、及び表面コート層９Ｅが順に積層された表示パネルを挙げることができる。ガラス９Ｄの表面には化学強化処理が施されている。表面コート層９Ｅの一例としては、例えばＡＧ層、ＡＲ層、及びＡＦＰ層がガラス９Ｄに近い側からＡＧ層、ＡＲ層、及びＡＦＰ層の順で積層された構造体を挙げることができる。

【0032】

ステップＳ１に続くステップＳ２において、図７に示すようにプラズマヘッドＰ１から処理対象物９のプラズマ処理領域にプラズマＰ２が照射される。プラズマヘッドＰ１は、プラズマ照射装置に設けられる。プラズマ処理用マスク１のように、第１熱伝導部材２及び第２熱伝導部材３の側面よりもライナー４の側面が処理対象物９のプラズマ処理領域から遠ざかる形状とすることで、第１熱伝導部材２及び第２熱伝導部材３の側面と処理対象物９のプラズマ処理領域の外縁との一致度を高めることができる。一方、プラズマ処理用マスク１とは異なり、第１熱伝導部材２及び第２熱伝導部材３の側面とライナー４の側面とが面一になる形状とした場合、第１熱伝導部材２及び第２熱伝導部材３の側面近傍ではプラズマが弱くなってしまい、プラズマによって処理対象物９の表面が改質も除去もされなくなってしまう。

【0033】

プラズマヘッドＰ１のプラズマ噴出口はｃのプラズマ処理領域よりも小さいため、図８に示すように開口部５の円弧に沿った移動方向Ｄ１でプラズマヘッドＰ１を移動させる。

【0034】

ステップＳ２に続くステップＳ３において、プラズマの照射回数が設定値に到達したかがプラズマ照射装置によって判定される。プラズマの照射回数が設定値に到達した場合、一連のプラズマ処理が終了する。

【0035】

一方、プラズマの照射回数が設定値に到達していない場合、ステップＳ４に移行し、図９に示すように、流入口６２から導入された冷却用気体が流れ方向Ｄ２に沿って移動して流出口６１からが吹き出され、流入口７２から導入された冷却用気体が流れ方向Ｄ３に沿って移動して流出口７１からが吹き出される。その結果、冷却用気体によって処理対象物９が空冷される。

【0036】

冷却用気体は、設定された流量で流入口６２及び７２に導入される。そして、設定された冷却時間が経過すると、ステップＳ４の空冷を終了し、ステップＳ２に戻る。

【0037】

例えば、処理対象物９が図２に示す構成の或る表示パネルである場合、プラズマヘッドＰ１の移動速度を５０ｍｍ／秒、プラズマの照射回数を４回にすることで、所望の接着性を担保できるプラズマ処理が実現できる。

【0038】

図１０Ａ及び図１０Ｂは、空冷が有る場合の処理対象物９の温度特性Ｔ１と空冷が無い場合の処理対象物９の温度特性Ｔ２とを示す図である。図１０Ａは、一連のプラズマ処理を同じ処理時間で実施すると、空冷が無い場合は処理対象物９の温度が許容範囲を超えて上がりすぎる例を示している。図１０Ｂは、処理対象物９の温度が許容範囲を超えないようにしようとすると、空冷が無い場合に一連のプラズマ処理に時間がかかりすぎる例を示している。図１０Ｂに示す例では、空冷が有る場合は、空冷が無い場合に比べて、一連のプラズマ処理に要する時間を短縮できている。

【0039】

処理対象物９の種類によってプラズマの最適な照射回数は異なる。したがって、プラズマ処理用マスク１を用いたプラズマ処理方法では、処理対象物９に応じてプラズマの照射回数を変更することが望ましい。

【0040】

また、図１１に示すように、冷却用気体の供給時間（冷却時間）及び冷却用気体の流量によって処理対象物９のピーク温度が変わる。したがって、プラズマ処理用マスク１を用いたプラズマ処理方法では、要求される処理時間に応じて、却用気体の供給時間（冷却時間）及び冷却用気体の流量を変更することが望ましい。なお、要求される処理時間は、例えば生産状況によって変化する。

【0041】

＜第２実施形態＞
図１２は、第２実施形態に係るプラズマ処理用マスクの上面図である。図１３は、図１２に示すＡＡ切断面で切断した場合の第２実施形態に係るプラズマ処理用マスクの断面図である。

【0042】

本実施形態のプラズマ処理用マスク１０において、第１実施形態のプラズマ処理用マスク１と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

【0043】

本実施形態のプラズマ処理用マスク１０は、第１実施形態のプラズマ処理用マスク１と比較して、流路６及び７の形状と、ヒートシンク８のフィンの向きとが異なる。

【0044】

プラズマ処理用マスク１０では、流路６に段差部６３が設けられており、流路７に段差部７３が設けられている。段差部６３によって流出口６１を上下方向の所望位置に配置することが容易になり、段差部７３によって流出口７１を上下方向の所望位置に配置することが容易になる。

【0045】

プラズマ処理用マスク１０では、流出口６１及び７１の上下方向位置をヒートシンク８のフィン間に形成される溝の対向位置にしている。これにより、冷却用気体の吹き付けによってヒートシンク８の放熱能力が向上する。

【0046】

さらに、プラズマ処理用マスク１０では、ヒートシンク８の複数のフィンが、流出口６１及び７１からの冷却用気体の流出方向に沿って延びている。これにより、冷却用気体がヒートシンク８のフィン間に形成される溝に入り込み易くなるので、ヒートシンク８の放熱能力がより一層向上する。

【0047】

プラズマ処理用マスク１０を用いたプラズマ処理方法は、プラズマ処理用マスク１を用いたプラズマ処理方法と同様であるため、説明を省略する。

【0048】

＜留意事項＞
本明細書の、発明を実施するための形態に開示される種々の技術的特徴は、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。また、本明細書の、発明を実施するための形態に開示される複数の実施形態および変形例は可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。

【符号の説明】

【0049】

１、１０ プラズマ処理用マスク
２ 第１熱伝導部材
３ 第２熱伝導部材
４ ライナー
５ 開口部
６、７ 流路
６１、７１ 流出口
６２、７２ 流入口
６３、７３ 段差部
８ ヒートシンク
９ 処理対象物
９Ａ 液晶層
９Ｂ 静電タッチパネル
９Ｃ 反射防止用樹脂層
９Ｄ ガラス
９Ｅ 表面コート層
Ｐ１ プラズマヘッド
Ｐ２ プラズマ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11】

【図12】

【図13】